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BUCK電路的EMI優化設計案例

作者:硬十

LED驅動的CISPR5傳導測試

如圖14.36,為一個BUCK電路的LED驅動闆,從原理圖來看,綠色的濾波器輸入地和黃色的功率地通過輸入電容隔開,這樣高頻電流環路的噪聲電流會先經過輸入的陶瓷電容,但是實際的PCB布局中,可以看到輸入地和高頻電流環路重合,噪聲可以直接耦合到輸入環路上。

BUCK電路的EMI優化設計案例

圖 14.36 一個BUCK電路的布局

我們實際測得結果如圖14.37(a),二次諧波的幅值比一次諧波還要高很多,并超過了限值。為了解決這個耦合問題,我們需要調整輸入地的位置,原将輸入地和功率地斷開,移到右側,通過過孔和輸入陶瓷電容連接配接。可以看到,如圖14.37(b),二次諧波的分量下降了将近20dB。

BUCK電路的EMI優化設計案例

(a) (b)

圖 14.37 布局優化前後對比

但是可以看到傳導高頻78~108M附近的噪聲幅值還比較高,遠超過CISPR5 class 5限值要求。這部分的噪聲通常主要來自共模電流,需要對闆上的dv/dt引起的電場進行優化。

按照前面的分析思路,可以通過減小SW面積和電感體積進行噪聲源的抑制。10μH的電感以及SW鋪銅面積都比較大,在保證電流能力的情況下,切掉部分SW面積,換用更小體積的小感值電感。最終結果如圖14.38所示,優化SW面積和電感後,提升了10dB左右,基本滿足了class 5的限值要求。

BUCK電路的EMI優化設計案例
BUCK電路的EMI優化設計案例

圖 14.38 優化SW面積和電感及提升結果

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